El James Webb acaba de resolver el misterio de la reionización, o cómo surgió la luz en el universo

Durante los primeros 300.000 años después del Big Bang, nuestro universo era un lugar caliente y oscuro: demasiado denso para que existiera la luz en los primeros minutos y carente de fuentes de luz durante los milenios posteriores. Hasta que llegó el momento de la reionización y la luz se hizo en el cosmos.

Galaxias enanas. Y ahora un grupo de investigadores ha analizado cómo eran esas primeras fuentes de luz gracias a la combinación de datos compilados por dos telescopios espaciales, el Hubble y en James Webb (JWST). Se trata de galaxias enanas.

Reionización. En cuestión de horas el espacio primigenio pasó de estar cubierto por un denso plasma ionizado donde las partículas subatómicas no habrían dejado a los primeros fotones circular, tal era la densidad.

Cuando estas partículas comenzaron a formar los primeros átomos de hidrógeno ya habría sido posible que los fotones avanzaran, pero este hidrógeno neutro no emitía luz alguna.

Fuentes de luz. Gracias al análisis de algunas galaxias enanas distantes y ancestrales, el equipo internacional de investigadores ha comprobado que éstas habrían sido los primeros objetos lo suficientemente luminosos en el universo como para reionizar el universo, para “iluminarlo”.

Y es que según los datos obtenidos por el equipo, estas estrellas habrían llegado a emitir cuatro veces la cantidad de radiación ultravioleta de lo que antes se pensaba.

“Este descubrimiento desvela el papel crucial desempeñado por galaxias ultra-tenues en la evolución temprana del universo” explicaba en una nota de prensa Iryna Chemerynska, coautora del estudio. “Producían fotones ionizantes que transformaban el hidrógeno neutro en plasma ionizado durante la ionización cósmica. Esto subraya la importancia de entender galaxias de baja masa en la construcción de la historia del universo.”

Del Hubble al Webb. Analizar objetos tan lejanos en el espacio y en el tiempo no es tarea fácil. El equipo se basó en el llamado programa UNCOVER (Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization), que utiliza los instrumentos del JWST para estudiar las galaxias más alejadas del universo observable. Lo hace tanto a través de imágenes como de observaciones espectroscópicas.

Además de la potencia del nuevo telescopio, para obtener información de galaxias tan lejanas las observaciones se valieron del fenómeno conocido como lente gravitacional. Este fenómeno se produce cuando un objeto masivo distorsiona con su gravedad el espacio a su alrededor, alterando el recorrido de la luz como lo hace una lente.

En este caso el telescopio utilizaba el llamado cúmulo de Pandora, Abell 2744, un grupo de galaxias capaz de generar esta deformación en el espacio. Mirando detrás de este cúmulo pudieron encontrar y analizar las galaxias enanas 100 veces más tenues que la nuestra propia, explican los autores del estudio. Los detalles de este han sido publicados en la revista Nature.

GLIMPSE. Autores del estudio que ahora quieren estudiar nuevos puntos del extrarradio del universo observable y hacerlo con aún mayor precisión para poder generalizar sus resultados. Lo harán aprovechando otro cúmulo galáctico Abell S1063, dentro del programa GLIMPSE (gravitational lensing & NIRCam imaging to probe early galaxy formation and sources of reionization).

La intención del equipo es saber si los resultados de este primer estudio son extrapolables al resto del universo o si por el contrario la región del universo observada es excepcional en alguna forma. Las galaxias enanas como las estudiadas habrían sido las más comunes en el universo primigenio, por lo que comprenderlas puede darnos valiosa información sobre la historia del cosmos.

En Xataka | Hace 13.000 millones de años el universo estaba mucho más caliente. Y el Webb acaba de encontrar una de las consecuencias de esto

Imagen | NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology), R. Bezanson (University of Pittsburgh), A. Pagan (STScI